«ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ от 20.06.2015 Рег. номер: 2587-1 (11.06.2015) ПОСТРОЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ НА БАЗЕ Дисциплина: ПРОМЫШЛЕННЫХ СУБД Учебный план: 090900.62 Информационная ...»

ЛИСТ СОГЛАСОВАНИЯ

от 20.06.2015

Рег. номер: 2587-1 (11.06.2015)

ПОСТРОЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ НА БАЗЕ

Дисциплина:

ПРОМЫШЛЕННЫХ СУБД

Учебный план: 090900.62 Информационная безопасность/4 года ОДО

Вид УМК: Электронное издание

Инициатор: Акимова Марина Михайловна Автор: Акимова Марина Михайловна Кафедра: Кафедра информационной безопасности УМК: Институт математики и компьютерных наук Дата заседания 30.03.2015

УМК:

Протокол №6 заседания УМК:

Дата Дата Результат Согласующие ФИО Комментарии получения согласования согласования Зав. кафедрой Захаров Рекомендовано 10.06.2015 10.06.2015 (Зав. кафедрой Александр к электронному 11:50 14:48 (д.н.)) Анатольевич изданию Председатель Гаврилова Согласовано 10.06.2015 11.06.2015 УМК Наталия 14:48 10:56 (Доцент (к.н.)) Михайловна Менеджер ИБЦ Беседина Согласовано 11.06.2015 11.06.2015 (специалист по Марина 10:56 14:40 учетно- Александровна хранительской Ульянова Елена документации) Анатольевна (Беседина Марина Александровна) Подписант: Ивашко Александр Григорьевич Дата подписания: 11.06.2015

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ТЮМЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт математики и компьютерных наук Кафедра информационной безопасности Акимова Марина Михайловна

ПОСТРОЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ

НА БАЗЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ СУБД

Учебно-методический комплекс.

Рабочая программа для студентов направления 10.03.01 Информационная безопасность, профиль подготовки «Безопасность распределенных систем»

очной формы обучения Тюменский государственный университет М.М. Акимова. Построение информационных приложений на базе промышленных СУБД. Учебно-методический комплекс Рабочая программа для студентов направления 10.03.01 Информационная безопасность, профиль подготовки «Безопасность распределенных систем» очной формы обучения Тюмень, 2015, 23 стр.

Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрОП ВПО по специальности.

Рабочая программа дисциплины опубликована на сайте ТюмГУ Построение информационных приложений на базе промышленных СУБД [электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.umk3.utmn.ru, свободный.

Рекомендовано к изданию кафедрой информационной безопасности. Утверждено директором института математики и компьютерных наук Тюменского государственного университета.

ОТВЕТСТВЕННЫЙ РЕДАКТОР: А.А. Захаров, д-р техн. наук, проф., заведующий кафедрой информационной безопасности ТюмГУ.

© Тюменский государственный университет, 2015.

© Акимова М.М., 2015.

Пояснительная записка 1.

Цели и задачи дисциплины 1.1.

Целью дисциплины «Построение информационных приложений на базе промышленных СУБД» является формирование у студентов совокупности профессиональных качеств, обеспечивающих решение проблем, связанных с разработкой информационных приложений на базе промышленных систем управления базами данных (СУБД) Студент должен знать характеристики и типы систем баз данных, области применения систем управления базами данных, этапы проектирования баз данных, физическую организацию баз данных, средства поддержания целостности в базах данных, особенности управления данными в информационных системах распределенной обработки, порядок эксплуатации баз данных.

Задачами курса являются:

– изучение основных понятий и принципов разработки и эксплуатации информационных систем и баз данных;

– освоение технологий построения приложений на базе промышленных СУБД;

– изучение программных средств, используемых при создании баз данных;

– формирование практических навыков использования СУБД.

1.2.Место дисциплины в структуре образовательной программы

Дисциплина «Построение информационных приложений на базе промышленных СУБД» относится к дисциплинам по выбору профессионального цикла. Изучение её базируется на следующих дисциплинах: «Базы данных», «Информационные технологии», «Языки программирования», «Технологии и методы программирования».

Дисциплина «Построение информационных приложений на базе промышленных СУБД» обеспечивает изучение следующих дисциплин: «Программно-аппаратные средства защиты информации», «Программно-аппаратные технологии защиты передачи информации», «Безопасные геоинформационные системы».

1.3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения данной образовательной программы.

В результате освоения ОП выпускник должен обладать следующими компетенциями:

профессиональными (ПК):

способностью применять программные средства системного, прикладного и специального назначения (ПК-15);

способностью использовать инструментальные средства и системы программирования для решения профессиональных задач (ПК-16);

способностью к программной реализации алгоритмов решения типовых задач обеспечения информационной безопасности (ПК-17);

способностью собрать и провести анализ исходных данных для проектирования подсистем и средств обеспечения информационной безопасности (ПК-18);

способностью организовывать и поддерживать выполнение комплекса мер по информационной безопасности, управлять процессом их реализации с учетом решаемых задач и организационной структуры объекта защиты, внешних воздействий, вероятных угроз и уровня развития технологий защиты информации (ПК-5);

способностью организовать проведение и сопровождать аттестацию объекта на соответствие требованиям государственных или корпоративных нормативных документов (ПК-6);

1.4. Перечень планируемых результатов обучения по дисциплине (модулю):

–  –  –

уметь:

формировать модель предметной области (инфологическое проектировать);

формировать логическую модель данных (даталогическое проектирование);

создавать схему базы данных для конкретной СУБД (физическое проектирование);

выбирать необходимые инструментальные средства для разработки информационных систем на базе промышленных СУБД;

работать с интегрированными средами разработки программного обеспечения;

разрабатывать системное и прикладное программное обеспечение для многозадачных и многопользовательских;

определять и осуществлять необходимые меры противодействия нарушениям информационной безопасности с использованием различных программных и аппаратных средств защиты;

собирать и проводить анализ исходных данных для проектирования подсистемы защиты информации;

анализировать и оценивать угрозы информационной безопасности информационной системы;

пользоваться нормативными документами по защите информации;

определять и проводить меры по аттестации и лицензированию информационных систем;

владеть:

навыками работы с промышленными СУБД;

средствами проектирования базы данных;

знаниями о разнице между инфологическим проектированием, даталогическим проектированием и физическим проектирование базы данных;

методикой составления запросов для поиска информации в базах данных;

современными средствами разработки и анализа программного обеспечения на языках высокого уровня;

навыками использования существующих и разработки новых алгоритмов решения типовых задач при построении информационных приложений;

средствами обеспечения безопасности информационных систем (поддержка целостности, доступности и конфиденциальности данных);

методами и средствами сбора и анализа исходных данных для проектирования подсистемы защиты информации;

методами и средствами выявления угроз безопасности автоматизированным системам;

методами формирования требований по защите информации;

методиками проверки защищенности объектов информатизации на соответствие требованиям нормативных документов;

2. Структура и трудоемкость дисциплины.

Семестр 6. Форма промежуточной аттестации зачет.

Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетные единицы, 108 академических часа, из них 46,55 часов, выделенных на контактную работу с преподавателем (15 часов лекций, 30 часов лабораторных работ, 1,55 – иные виды работ), 61,45 часа, выделенных на самостоятельную работу студента.

–  –  –

5. Содержание дисциплины.

1. Основные понятия информационных систем. Этапы развития информационных систем. Роль и место системы управления базой данных (СУБД) в информационной системе. Обзор промышленных СУБД;

2. Пользователи информационных систем; преимущества централизованного управления данными; администратор базы данных. Пользователи базы данных. Управления доступом к базам данных и разрешениями на их объекты;

3. Основные операции над данными, структурированный язык запросов – SQL.

Transact-SQL в MS SQL Server. Языковые средства манипулирования данными в реляционных СУБД. Языковые средства описания данных реляционных СУБД. Хранимые процедуры и функции. Работа с триггерами;

4. Ограничения целостности. Сохранность и защита баз данных. Создание ограничений и управление транзакциями. Резервное копирования и восстановления баз данных;

5. Технология и модели архитектуры клиент/сервер. Анализ предметной области:

определение требований к БД, сбор и анализ требований пользователей.

Проектирование архитектуры информационного приложения.

6. Работа приложений с базами данных. Тенденции развития информационных систем. Создание Windows-форм и отчетов для приложений, использующих базы данных, средствами MS Visual Studio и MS SQL Server;

7. Распределенные базы данных. Распределенные базы данных. Система распределенных баз данных. Узлы. Распределенная система управления базами данных (РСУБД). Однородность. Преимущества распределенных хранилищ данных. Примеры распределенных систем. Основной принцип распределенных систем.

6. Планы семинарских занятий.

Не предусмотрены

7. Темы лабораторных работ (Лабораторный практикум).

Тема 1: Построение реляционной базы данных. Работа в СУБД MS SQL Server.

Создание базы данных. Построение диаграммы для визуального представления структуры и отношений таблиц в базе данных. Использование среды SQL Server Management Studio.

Тема 2: Пользователи информационных систем; преимущества централизованного управления данными; администратор базы данных. Создание пользователей базы данных. Управления доступом к базам данных и разрешениями на их объекты.

Тема 3: Основные операции над данными, структурированный язык запросов – SQL.

Transact-SQL в MS SQL Server. Составление запросов на языке SQL. Создание представлений. Создания хранимых процедур, функций и триггеров Тема 4: Обеспечение целостности, сохранности и защита баз данных. Создание ограничений и работа с транзакциями. Резервное копирования и восстановления баз данных.

Тема 5: Технология и модели архитектуры клиент/сервер. Серверы баз данных.

Анализ предметной области. Проектирование архитектуры информационного приложения.

Тема 6: Работа приложений с базами данных. Расширение системы баз данных с помощью интеллектуального анализа данных. Создание Windows-форм и отчетов для приложений, использующих базы данных, средствами MS Visual Studio и MS SQL Server

8. Примерная тематика курсовых работ.

Не предусмотрены

–  –  –

Распределенные банки данных 1.

Интеллектуальные банки данных.

2.

Проектирование хранилищ данных для приложений систем деловой осведомленности.

3.

Принципы организации документоориентированных баз данных. Базовые процессы 4.

автоматизированной обработки документов.

5. Распределенные базы и хранилища данных

6. Модели организации сетевых баз данных.

7. Способы поддержания целостности распределенных баз данных.

8. Федеративный доступ к базам данных.

9. Анализ качества баз данных.

Методы и средства защиты информации в базах данных.

10.

Информационная безопасность в современных системах управления базами 11.

данных.

Интеллект баз данных, активные базы данных 12.

Статистические методы анализа данных 13.

Архитектура серверов корпоративных баз данных.

14.

Моделирование баз данных на основе расширения языка UML: Common Warehouse 15.

Metamodel (CWM).

Применение языка XML для реализации обмена информацией с базами данных.

16.

Реализация механизмов удаленного доступа к SQL-базам данных.

17.

Многомерное моделирование данных.

18.

Принципы оптимизации SQL запросов (логическая оптимизация, стоимостная 19.

оптимизация).

Сериализация транзакций. Основные проблемы и методы обеспечения 20.

сериализации.

10.Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины.

10.1 Перечень компетенций с указанием этапов их формирования в процессе освоения образовательной программы (выдержка из матрицы компетенций):

–  –  –

10.3 Типовые контрольные задания или иные материалы, необходимые для оценки знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующей этапы формирования компетенций в процессе освоения образовательной программы.

Вопросы к зачету Информация и данные;

1.

История развития баз данных;

2.

Уровни представления баз данных;

3.

Назначение и основные компоненты СУБД;

4.

Архитектурные решения, используемые при реализации многопользовательских 5.

СУБД;

6. Распределенная обработка данных: двухуровневые модели "клиент-сервер" в технологии баз данных;

7. Архитектуры информационных систем с базами данных;

8. Классификация моделей данных;

9. Иерархическая модель данных;

10. Сетевая модель данных;

11. История и основные определения реляционной модели данных (отношение, атрибут, кортеж, схема отношения, первичный и внешний ключи);

12. Операции над отношениями. Реляционная алгебра;

13. Теоретико-множественные операции реляционной алгебры;

14. Специальные реляционные операции;

15. История развития и структура SQL (Data Definition Language, Data Manipulation Language, Data Query Language);

16. Процедурные расширения SQL;

17. Операторы определения объектов баз данных SQL;

18. Операторы манипулирования данными SQL;

19. Синтаксис оператора SELECT;

20. Типы данных SQL;

21. Применение агрегатных функций и группировки в операторе SELECT;

22. Проектирование реляционных БД: этапы жизненного цикла и проектирования БД;

23. Проектирование реляционных БД: системный анализ предметной области;

24. Инфологическое моделирование БД: модель "сущность-связь";

25. Нормализация модели данных;

26. Структуры хранения данных во внешней памяти ЭВМ;

27. Логическая архитектура базы данных;

28. Физическая архитектура базы данных;

29. Структуры хранения данных в Microsoft SQL Server: иерархия хранения, типы страниц;

30. Создание и модификация базы данных;

31. Технологии работы приложений с данными;

32. Технология ADO.NET;

33. Технологии создания форм для работы приложений с данными;

34. Генераторы отчетов;

35. Достоверность и целостность данных. Определение и виды ограничений целостности;

36. Задание ограничений целостности в операторах SQL;

37. Задание ограничений целостности в ER-модели;

38. Модели транзакций: свойства и способы завершения транзакций;

39. Модели транзакций: журнал транзакций;

40. Модели транзакций: журнализация и буферизация;

41. Хранимые процедуры и триггеры как средства поддержания целостности БД;

42. Хранимые процедуры и триггеры в БД;

43. Реализация системы защиты информации в MS SQL Server;

44. Управление доступом к экземплярам SQL Server, базам данных и их объектам;

45. Модели восстановления Microsoft SQL Server;

46. Методы резервного копирования баз данных;

47. Сравнение OLTP и OLAP систем;

48. Перспективы развития информационных систем на базе СУБД.

Примеры заданий к лабораторным работам:

Тема: Технология и модели архитектуры клиент/сервер. Серверы баз данных.

Система контроля и распределения ресурсов Краткое описание Организация "Presentation for you" профессионально занимается подготовкой и проведением презентаций для фирм. Фирма имеет несколько филиалов, каждый филиал работает самостоятельно.

В фирме за последние несколько кварталов сильно увеличился объем заказов. В результате постоянно стали наблюдаться ситуации, когда презентации задерживались изза нехватки каких-либо ресурсов (аудиторий, проекторов, досок).

В фирме были проведены исследования и было установлено, что ситуация сильно улучшится, если у фирмы появится электронная система распределения ресурсов, а не бумажная как это было раньше. К электронной системе будут подключаться клиенты для резервирования ресурсов на определенное время.

Полная постановка задачи

Предполагается, что система будет многозвенной: у каждого филиала свой сервер с данными данного филиала и единый сайт для клиентов.

Объекты системы: сервер, ресурс, расписание использования ресурса, менеджер ресурсов, клиент.

Сервер: Хранит информацию обо всех ресурсах и выдает информацию о ресурсах.

Ресурс: тип ресурса (аудитория, проектор, доска), название, серийный номер (номер аудитории, номер доски), расписание использования ресурса. Расписание использования ресурсов: порождается для каждого ресурса. Включаются записи о времени занятости и цели использования.

Менеджер ресурсов: ФИО, логин, пароль.

У менеджера ресурсов следующие функции:

Добавление и удаление ресурсов;

Подтверждение или отклонение запросов на занятие ресурсов;

Различные виды просмотров занятости ресурсов: конкретного ресурса, группы ресурсов;

Клиент: Наименование фирмы-клиента, юридический адрес, руководитель, контактное лицо: ФИО, телефон, логин, пароль.

Доступ клиентов к информационной системе организации "Presentation for you" предполагается через сайт.

У клиента должны быть следующие функции на сайте:

Запрос на занятие ресурса на определенное время с указанной целью;

Снятие брони с ранее забронированного ресурса;

Различные виды просмотров информации о ресурсах: конкретного ресурса, группы ресурсов, ресурсов определенного филиала;

Задание 1: Разработка структуры БД филиала и наполнение тестовыми данными. СУБД: MS SQL Server 2008 Требуется разработать БД информационной системы для учета использования ресурсов филиала организации "Presentation for you".

Необходимо наполнить БД тестовыми данными (все данные должны быть различны):

не менее 3 менеджеров ресурсов;

не менее 50 ресурсов разного типа;

не менее 20 фирм-клиентов;

не менее 300 записей в расписании занятости ресурсов;

2: Разработка сайта. СУБД на веб-хостинге: MySQL, среда разработки сайта: на выбор Требуется разработать сайт для клиентов организации "Presentation for you" с необходимым минимумом функций.

3: Реализация механизма репликации данных между филиалами и сайтом. Средства и методы репликации данных: на выбор Сервера филиалов находятся каждый в своей локальной сети, с доступом в интернет, но внешний доступ из интернета на сервера закрыт. Необходимо настроить репликацию необходимых данных между внутренним сервером филиала и внешним вебхостингом сайта.

4:.Расширение ИС на филиалы Ввести в ИС дополнительный филиал (соседний компьютер). Проверить связь сайта с несколькими филиалами одновременно.

10.4 Методические материалы, определяющие процедуры оценивания знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности характеризующих этапы формирования компетенций.

К зачету допускаются студенты, набравшие за семестр 35 баллов. Зачет проходит в традиционной форме, по билетам. В билете – 2 вопроса. Для получения оценки «зачтено»

студентом должно быть сданы 5 лабораторных работы и сделан ответ на 2 вопроса из билета, либо сданы все 6 лабораторных работ и сделан ответ на 1 вопрос. Ответ на каждый вопрос должен раскрывать тему и не содержать грубых ошибок. Ответ студента должен показывать, что он знает и понимает смысл и суть описываемой темы, и ее взаимосвязь с другими разделами дисциплины и с другими дисциплинами специальности.

Может привести пример по описываемой теме. Ответ может содержать небольшие недочеты, если приведена суть.

11. Образовательные технологии.

В учебном процессе используются как традиционные виды учебной активности, такие как лекционные занятия, конспектирование, так и активные и интерактивные, такие как совместное обсуждение материала, выполнение лабораторных работ в группах по вариантам, доклады по заданной теме с последующим их обсуждением. Поощряется использование при подготовке доклада научных работ, материалов научных и научнопроизводственных конференций, материалы которых находятся в открытом доступе в сети Интернет.

12. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины.

12.1 Основная литература:

–  –  –

12.2 Дополнительная литература:

5. Полубояров, В.В. Использование MS SQL Server Analysis Services 2008 для построения хранилищ данных : курс / В.В. Полубояров. - М. : ИнтернетУниверситет Информационных Технологий, 2010. - 586 с. : ил. ; То же [Электронный ресурс]. - URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=234554.

6. Баканов, А.С. Проектирование пользовательского интерфейса: эргономический подход / А.С. Баканов, А.А. Обознов. - М. : Институт психологии РАН, 2009. - 185 с. [Электронный ресурс].

- ISBN 978-5-9270-0165-1; - URL:

http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=87305.

7. Баканов, А.С. Эргономика пользовательского интерфейса: от проектирования к моделированию человеко-компьютерного взаимодействия / А.С. Баканов, А.А.

Обознов. - М. : Институт психологии РАН, 2011. - 176 с. - ISBN 978-5-9270-0191-0;

[Электронный ресурс]. - URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=86262.

8. Абрамов, Г.В. Проектирование информационных систем : учебное пособие / Г.В.

Абрамов, И.Е. Медведкова, Л.А. Коробова. - Воронеж : Воронежский государственный университет инженерных технологий, 2012. - 172 с. : ил.,табл., схем. [Электронный ресурс].

- ISBN 978-5-89448-953-7; - URL:

http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=141626.

9. Грекул, В.И. Проектирование информационных систем / В.И. Грекул, Г.Н.

Денищенко, Н.Л. Коровкина. - М. : Интернет-Университет Информационных Технологий, 2005. - 304 с. - (Основы информационных технологий). - ISBN 5-9556Электронный ресурс].

0033-7; - URL:

http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=233071.

10. Маглинец, Ю.А. Анализ требований к автоматизированным информационным системам : учебное пособие / Ю.А. Маглинец. - М. : Интернет-Университет Информационных Технологий, 2008. - 200 с. : ил., табл., схем. - (Основы информационных технологий). - ISBN 978-5-94774-865-9; [Электронный ресурс]. URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=233195.

11. Грекул, В.И. Методические основы управления ИТ-проектами : учебник / В.И.

Грекул, Н.Л. Коровкина, Ю.В. Куприянов. - М. : Интернет-Университет Информационных Технологий, 2010. - 392 с. : ил., табл., схем. - (Основы информационных технологий). - ISBN 978-5-9963-0466-0; [Электронный ресурс]. URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=233070.

12. Грекул, В.И. Управление внедрением информационных систем : учебник / В.И.

Грекул, Г.Н. Денищенко, Н.Л. Коровкина. - М. : Интернет-Университет Информационных Технологий, 2008. - 224 с. - (Основы информационных технологий). - ISBN 978-5-94774-944-1; [Электронный ресурс]. - URL:

http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=233072.

12.3 Интернет-ресурсы:

- вузовские электронно-библиотечные системы учебной литературы.

- вузовские электронно-библиотечные системы учебной литературы.

- база научно-технической информации ВИНИТИ РАН

- доступ к открытым базам цитирования, в т.ч. springer.com, scholar.google.com, math-net.ru

- среды разработки на языках C#, C++, Delphi;

- системы управления базами данных: MS SQL Server, InterBase/FireBird, MySQL;

- средство моделирования MS Office Visio.

13. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине (модулю), включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем (при необходимости).

-Для организации самостоятельной работы студентов необходим компьютерный класс с пакетом прикладных программ, в том числе с установленной средой разработки на языке C#, C++, Pascal, Java, c системами управления базами данных: MS SQL Server, со средством моделирования MS Office Visio.

14. Технические средства и материально-техническое обеспечение дисциплины.

-компьютерный класс.

15. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины (модуля).

Для подготовки к лабораторным занятиям необходимо пользоваться конспектом лекций и материалам из списка основной и дополнительной литературы. Для получения расширенных и углубленных знаний по тематике рекомендуется пользоваться ссылками из списка интернет-ресурсов, приведенных в данном УМК, а также электронными и бумажными номерами научных журналов, имеющихся в ИБЦ, областной научной библиотеке и сети интернет.